Programmi laurea magistrale

 

IN/0135 - TRATTAMENTO FISICO-CHIMICO DEI SUOLI

Anno Accademico ​2014/2015

Docente
ANTONELLO ​SERCI (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre​
Modalità d'Erogazione
Convenzionale​
Lingua Insegnamento




Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[70/86] ​ ​INGEGNERIA PER L'AMBIENTE E IL TERRITORIO [86/00 - Ord. 2012] ​ ​PERCORSO COMUNE660
Obiettivi

Saper riconoscere, fra i parametri caratterizzanti il materiale da trattare, quelli rilevanti e/o vincolanti ai fini della individuazione della tecnica da applicare per il risanamento e della previsione del risultato ottenibile.

Ideare lo schema di processo, tecnicamente ed economicamente idoneo al risanamento di un suolo inquinato ed essere in grado di gestirlo.

Analizzare e valutare le prestazioni attese dall’applicazione delle diverse tecniche a casi diversi da quelli già familiari, elaborando soluzioni sulla base delle informazioni possedute.

Comunicare in modo chiaro le proprie conclusioni su problematiche attinenti argomenti oggetto del corso ed essere in grado di presentare i risultati di un processo di risanamento attraverso la redazione di un rapporto tecnico.

Essere in grado di approfondire e ampliare le proprie conoscenze in modo autonomo, anche attraverso la valutazione critica degli sviluppi scientifici che la letteratura in materia presenta.

Prerequisiti

Le propedeuticità obbligatorie indicate nel Regolamento didattico del Corso di Studi.

Contenuti

1) Generalità sul trattamento di lavaggio dei suoli.
Cenni sulla natura dei suoli e dei vari inquinanti presenti nel substrato. Forze che intervengono nei meccanismi di adsorbimento. L’interfase solido-liquido-gas. L’adsorbimento fisico e l’adsorbimento chimico.
Principi alla base della metodologia di decontaminazione da inquinanti metallici (As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn) e organici mediante “soil washing”. Separazione per via fisica basata sulle tecnologie proprie del trattamento dei minerali. Estrazione per via chimica propria dei processi di lisciviazione. Combinazione della estrazione chimica e della separazione per via fisica.
Applicabilità delle tecnologie di separazione per via fisica in funzione del tipo di contaminazione e delle caratteristiche della matrice del suolo.
Operazioni unitarie comunemente coinvolte nel trattamento allo scopo di realizzare: a) la distruzione o l’indebolimento delle forze di legame fra l’inquinante e i costituenti la matrice del suolo; b) il trasferimento dell’inquinante nella fase liquida; c) la separazione solido-solido e solido-liquido.

2) Liberazione.
Meccanismi fisici e chimico-fisici di liberazione.
Liberazione con azioni di natura meccanica. Riduzione delle dimensioni (apparecchiature di comminuzione). Disaggregazione degli agglomerati (tamburo di lavaggio, log-washer). Abrasione superficiale (cella di attrito).
Liberazione con azioni di natura chimico-fisica o chimica. Desorbimento. Dissoluzione. Rilascio potenziale dei contaminanti. Analisi dell’equilibrio in batch.

3) Separazione solido-solido.
Separazione per dimensioni: vagliatura; classificazione in campo gravitazionale e centrifugo. Classificatore a spirale. Classificatore in controcorrente. Ciclone idraulico.
Separazione per densità: tavola idraulica; spirale.
Separazione con mezzi densi in campo gravitazionale e centrifugo.
Separazione magnetica.
Separazione per flottazione.

4) Separazione solido-liquido.
Sedimentazione.
Addensamento in campo gravitazionale centrifugo.
Filtrazione.

5) Valutazione dell’efficienza di separazione e di rimozione.

6) Movimentazione dei solidi e dei fluidi in processo.
Recupero delle acque di processo.

7) Attività didattica in laboratorio.
Caratterizzazione del materiale contaminato. Liberazione dei contaminanti. Separazione solido-solido e solido-liquido.
Trattamenti per il recupero delle acque utilizzate nel processo di lavaggio.
Trattamenti per la stabilizzazione dei contaminanti presenti nel materiale.

Metodi Didattici

1) Generalità sul trattamento di lavaggio dei suoli
(8 ore Lez.)
2) Liberazione
(6 ore Lez. 2 ore Eserc.)
3) Separazione solido-solido
(12 ore Lez. 5 ore Eserc.)
4) Separazione solido-liquido
(4 ore Lez. 1 ora Eserc.)
5) Valutazione dell’efficienza di separazione e di rimozione
(4 ore Lez. 1 ora Eserc.).
6) Movimentazione dei solidi e dei fluidi in processo
(4 ore Lez. 1 ora Eserc.)
7) Attività didattica in laboratorio
(12 ore Lez.)

L’organizzazione della didattica prevede:
a) lezioni frontali, guidate da una sequenza di slide organizzata per temi;
b) esercitazioni-esemplificazioni completamente svolte dal docente;
c) esercitazioni con traccia di soluzione, il cui completamento è lasciato agli studenti. Successivamente l’esercitazione viene completata dal docente.
d) lezioni in laboratorio. Gli studenti assistono mentre il docente opera con apparecchiature, strumenti, reagenti.

Verifica dell'apprendimento

La valutazione prevede una prova scritta e una prova orale.

Prova scritta. Si articola sostanzialmente in due parti:
a) allo studente viene richiesto di effettuare il bilancio di massa dei prodotti di un processo di trattamento. Con riferimento a due o più specie-guida, deve calcolare i dati mancanti ricavandoli da quelli assegnati e/o da quelli che possono essere assunti sulla base di ragionevoli ipotesi che le conoscenze acquisite gli consentono di formulare.
b) allo studente viene chiesto di proporre uno schema di trattamento in linea di principio idoneo a realizzare il risanamento di un materiale inquinato (suolo, sedimento, residuo di processo industriale) del quale viene fornita la caratterizzazione (granulometrica, mineralogica, chimica, …). La scelta dello schema proposto, coerentemente con le caratteristiche dell’alimentazione, dovrà essere motivata mediante l’analisi del ruolo che ciascuna fase del processo riveste nel trattamento complessivo e della funzione svolta dai reagenti.
b1) oppure, allo studente è proposto uno schema di trattamento per un materiale inquinato, corredato dei dati necessari alla sua caratterizzazione (granulometrica, mineralogica, chimica, …) e gli viene richiesto di effettuare una valutazione fondata sull’analisi del ruolo che ciascuna fase del processo riveste nel trattamento complessivo e della funzione svolta dai reagenti, coerentemente con le caratteristiche dell’alimentazione.
b2) oppure, allo studente vengono proposti i risultati dell’attività di laboratorio finalizzata a verificare la "lavabilità" di un materiale inquinato. Allo studente è richiesto di proporre, sulla base di quanto precede, uno schema di trattamento in linea di principio idoneo a realizzare il risanamento del materiale in argomento.

Prova orale.
La prova orale inizia con la discussione della prova scritta, esaminando le scelte fatte, le soluzioni proposte, la loro coerenza con le informazioni possedute.
Il voto finale è attribuito valutando la capacità che lo studente ha dimostrato:
- nel saper riconoscere quali, fra i parametri caratterizzanti il materiale da trattare, sono rilevanti e/o vincolanti ai fini della individuazione del trattamento da applicare.
- nel saper proporre uno schema di processo, tecnicamente ed economicamente idoneo al trattamento del materiale assegnato, motivando le scelte fatte sia per quanto riguarda le operazioni unitarie contemplate nello schema proposto sia per quanto concerne la funzione affidata ai reagenti impiegati nel lavaggio.
- nel valutare se lo schema di trattamento che gli viene proposto e la tipologia di reagenti utilizzati sono in grado di fornire prodotti “lavati”. La valutazione deve, coerentemente con le caratteristiche dell’alimentazione, evidenziare il ruolo che ciascuna fase del processo riveste nel trattamento complessivo e la funzione svolta dai reagenti.

Testi

SME Mineral Processing Handboock. Weiss

Appunti e materiale fornito durante le lezioni.

Pubblicazioni tecnico-scientifiche di approfondimento.

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